Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение (его варианты)

(я 1 01 г 1 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИД ф М 11 /1 йгИ,ЬСТ 3/25-2 целью проведее ступенчатого формации без ибкая связь сое две тяги, кон ны к рычагу на оси его поворощееся ния испыт изменения изменения держит по цы которых разном ра та тем, чт ний в р 8284, Бюл. В 16епанов и В.М.Токаут проблем прочно коро е зн еньш прис тоян ти дака, й ме един и от и 8.72(088,8)орское свидетельст л. й 01 й 3/30, 19 лемы прочности", 1 "Наукова думка", с тотип). во СССР81.982,81,4:ь:В ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(21) 347 9 (22) 30.07 (46) .30.04 (72) Г.В.С (71) Инсти АН УССР (53) 620,1 (56) 1. Ав В 983507,2. "Про У 7, Киев, рис. 1 (пр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКОРОСТНЫХ ИСПЫ ТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА РАСТЯЖЕНИЕ (ЕГОВАРИАНТЫ)(57) 1. Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, . содержащее корпус,захваты для креп ления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленног на корпусе рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с возможностью взаимодействия со св бодным концом рычага, о т л и ч а ю 2, Устройство для скоростных испытаний материалов на растяжение, содержащее корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе. винтовой нагружающий механизм с приводом, выполненным ввиде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленногона корпусе рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбра"сываемого груза, выполненного с воз- можностью взаимодействия со свободнымконцом рычага, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью проведения испытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака, шкив выполнен ступенчатым с числом ступеней, соответствующим числу тяг гибкой связи, а концы тяг присоединены к рычагу в . одной точке.1 1089Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствамдля скоростных испытаний материаловна растяжение,Известно устройство для скоростных испытаний материалов на растяаение, содераащее корпус, установленныйв корпусе винтовой нагружающий мехаиизм с приводом, выполненным в видеаестко связанного с ходовым винтомнагружающего механизма шкива, прикрепленной к шкиву гибкой тяги с наковальней на свободном конце, и падающего груза, взаимодействующего с наковальней, захваты для крепленияиспытуемого образца и приспособлениедля ступенчатого изменения скоростидеформации с изменением ее знака 1 13.Недостатком данного устройстваявляется то, что оно может быть использовано в узком диапазоне скоростей деформаций 0,5 10"-10с,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является,устройство для скоростных испытанийматериалов на растяжение, содержащеекорпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизмс приводом, выполненным в виде аестко связанного с ходовым винтом шкива,шарнирно закрепленного на корпусерычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемогогруза,выполненного с возможностью.взаимодействия со свободным концомрычага 2 3.В результате того, что в устройст"ве имеется рычаг первого рода, удает.ся изменить скорость испытаний в сторону уменьшения, однако оно не содер 40жит средств, позволяющих проводитьиспытания в режиме ступенчатого изме"кения скорости деформации без изменения ее знака.Цель изобретения - проведение ис 45пытаний в режиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака.Указанная цель достигается .тем,что в устройстве для скоростныхиспытаний материалов на растяжение(по первому варианту), содераащемкорпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружающий механизмс приводои, выполненным в виде жест-ко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпу" 4741 се рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, и сбрасываемого груза, выполненного с воэможностью взаимодействия со свободным концом рычага, гибкая связь содержит по меньшей мере две тяги, концы которых присоединены к рычагу на разном расстоянии от оси его поворота.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для скоростных испытаний материалов на растяжение по второму варианту, содержащем корпус, захваты для крепления испытуемого образца, установленный в корпусе винтовой нагружаняций механизм с приводом, выполненным в виде жестко связанного с ходовым винтом шкива, шарнирно закрепленного на корпусе рычага 1-го рода, соединенного гибкой связью со шкивом, н сбрасываемого груза, выполненного с возможностью взаимодействия со свободным концом рычага, шкив, выполнен ступенчатым с числом ступеней, соответствующим числу тяг гибкой связи, а концы тяг присоеДинены к рычагу в однойточке.. На фиг, 1 схематично показано предлагаемое устройство, общий вид; нафиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 -привод винтового нагружающего механизма по первому варианту испытания;на фиг. 4 - то же, по второму варианту; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4(привод винтового нагружающего механизма по второму варианту); на фиг.б -график изменения скорости деформации(Е) от времени (Ф,).Устройство содержит основание 1,на котором установлены колонны 2 икорпус 3Между колоннами 2 расположены направляющие 4 и стержень 5, нанижнем конце которого размещена наковальня б, а по стержню 5 перемещается сбрасываемый груз 7, связанныйтросами 8 с механизмом подъема (непоказан),В корпусе 3, установленном дополнительно на подкладной плите 9, располоаен винтовой нагружающий механизмс приводом. Винтовой нагружающий механизм включает ходовой винт 10 игайку 11. С корпусом 3 и гайкой 11соответственно связаны захваты 12и 13, которые служат для крепленияиспытуемого образца 14.Привод винтового нагружающего механизма выполнен в виде жестко связанного с ходовым винтом 10 шкива 15,3 10847 шарнирно закрепленного на корпусе 3 рычага 16 1-го рода, соединенного гиб" кой связью со шкивом 15, и сбрасывае мого груза 7, Гибкая связь (по перво. му варианту) содержит по меньшей мере две тяги 17 и 18, концы которых присоединены к рычагу 16 на разном расстоянии от оси 19 его поворота. Шкив 15 (по второму варианту) выпол-. нен ступенчатым с числом ступеней (в данном примере две ступени 20 и 21), соответствующим числу тяг (22 и 23) гибкой связи, а концы тяг 22 и 23 присоединены к рычагу 16 в одной точке.15Крепление тяг 17, 18, 22 и 23 к рычагу 16 осуществляется посредствомсменных креплений 24 - 26; тяги 17, 18, 22 и 23 снабжены элементами 27-30 натяжения, выполненными в виде поворотных собачек с набором пружин раз-ного усилия.Устройство также может быть допол. - нительно снабжено сменным приспособлением 31 для ступенчатого изменения скорости и направления деформации с изменением ее знака.Устройство работает следующим образом.Испытуемый образец 14 устанавли 130 вается в захватах 12 и 13. Сбрасываемый груз 7 взаимодействует со свобод-., ным концом рычага 16, Перемещение ры" чага 16 передается с помощью гибкой связи на шкив 15, который вращается с окружной скоростью, равной скорости З 5 перемещения точки закрепления гибкой связи на рычаге 16, Вращательное движение шкива 15 преобразуется винтом 10 и гайкой 11 в поступательное движение подвижного захвата 12, кото 40 рый передает нагрузку образцу 14.Особенностью работы устройства по первому варианту является то, что в начальный промежуток времени, соот-.,45 ветствующий первой ступени деформиро- вания, со шкива 15 сбегает тяга 17, точка закрепления которой к рычагу 16 расположена ближе к оси 19, чем точка крепления тяги 18, сбегающей со шкива 15 на следующей ступени дефор-. 50 мирования. Таким образом, скорости перемеЩения точек закрепления тяг 17 и 18 на рычаге 16 определяются по.фор" мулам Ч 01 ЧЧ 1 Д ; Ч,: -- Р,Е,0 2о 0 4 4где Ч и Ч - скорости перемещенияточек закреплениятяг 17 и 18 на рычаге 16;Чо - скорость перемещениясбрасываемого груза 7;С 0 - длина плеча рычага 16от оси до точки взаимодействия с падающимгрузом 7;и 3 - данные плеч рычага 16от оси 19 до точек закрепления тяг 17 и 18,Коэффициент изменения скорости нагружения определяется формулой2 2ИЮОсобенность .работы устройства повторому варианту заключается в том,что после нагружения рычага 16 сбрасываемым грузом 7 в начальный промеуток времени, соответствующий начальной заданной деформации, тяга 22сбегает со ступени 20 большего диаетра, а затем начинает сбегать тяга 23 со ступени 21 меньшего диамета, при этом тяги 22 и 23 закрепленына рычаге 16 в одной точке. Измене-ние скорости нагружения определяетсяв этом варианте отношением диаметроьступеней 20 и 21д,Ь=32где 3 - диаметр ступени 20;32 - диаметр ступени 21.Особенностью устройства являетсятакже то, что оно позволяет совместное использование первого и второговариантов исполнения. Прн этомшкив 15 выполняется ступенчатым, атяги 17, 18 сбегают со ступеней разного диаметра и закрепляются в разныхточках рычага 16.Количество ступеней шкива 15 иколичество тяг, намотанных на этиступени, может быть различным, ихколичество определяется конкретнымиусловиями испытаний.. Таким образом, в результате выполнения шкива ступенчатым, а также наличия нескольких тяг, намотанных наступени шкива и закрепленных в однойили нескольких точках рычага, удалосьосуществить проведение испытаний врежиме ступенчатого изменения скорости деформации без изменения ее знака,